JP6299860B2 - 分散蓄電システム、電力制御方法、及びプログラム - Google Patents

分散蓄電システム、電力制御方法、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、分散蓄電システム、電力制御方法、及びプログラムに関する。
近年、系統と連携する蓄電システムが様々な場所で利用されている。
このような蓄電システムの一例が、下記特許文献1に開示されている。下記特許文献1には、電力系統の需給予測情報を基に、複数の蓄電池(二次電池)の充放電動作を制御する技術が開示されている。
特開2013−106372号公報
このような蓄電システムにおいて、例えば二次電池の容量校正や充放電スケジュール等によって、蓄電システムに備えられる二次電池を早く放電させることが望まれることもある。
本発明の目的は、二次電池の放電動作を制御する技術を提供することにある。
本発明によれば、
系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1蓄電システムおよび第2蓄電システムと、
前記第1蓄電システムおよび前記第2蓄電システムから放電電力を供給する複数の負荷で必要な電力を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を制御する制御手段と、
を備え、
前記複数の負荷は第1負荷と第2負荷とを含み、
前記第1蓄電システムは前記第1負荷に対して設けられ、前記第2蓄電システムは前記第2負荷に対して設けられ、
前記制御手段は、
前記第2蓄電システムの充電動作中に、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和を超えず、前記第1蓄電システムの放電電力が前記第2蓄電システムに供給されないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御し、前記第2蓄電システムの充電電力を全て前記系統から供給する、
分散蓄電システムが提供される。
本発明によれば、
系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1負荷に対して設けられた第1蓄電システムおよび第2負荷に対して設けられた第2蓄電システムの電力を制御する電力制御方法であって、
コンピュータが、
前記第2蓄電システムの充電動作中に、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和を超えず、前記第1蓄電システムの放電電力が前記第2蓄電システムに供給されないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御し、前記第2蓄電システムの充電電力を全て前記系統から供給する、
ことを含む電力制御方法が提供される。
本発明によれば、
系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1負荷に対して設けられた第1蓄電システムおよび第2負荷に対して設けられた第2蓄電システムの電力を制御する電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
第2蓄電システムの充電動作中に、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和を超えず、前記第1蓄電システムの放電電力が前記第2蓄電システムに供給されないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御し、前記第2蓄電システムの充電電力を全て前記系統から供給する制御手段、
として機能させるためのプログラムが提供される。
本発明によれば、二次電池の放電動作を所望するように制御することができる。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
第1実施形態における分散蓄電システムの処理構成を概念的に示す図である。 第1実施形態における分散蓄電システムの処理の流れを示すフローチャートである。 メイン蓄電システムおよびサブ蓄電システムと通信可能に接続された制御装置に制御部を配置した場合の処理構成例を示す図である。 メイン蓄電システムまたはサブ蓄電システムに制御部を配置した場合の処理構成例を示す図である。 第2蓄電システムが放電可能な場合における追加処理の流れを示すフローチャートである。 第2実施形態における分散蓄電システムの処理構成を概念的に示す図である。 第2実施形態における分散蓄電システムの処理の流れを示すフローチャートである。 第3実施形態における分散蓄電システムの処理構成を概念的に示すブロック図である。 第3実施形態における分散蓄電システムの処理の流れを示すフローチャートである。 第3実施形態の変形例における分散蓄電システムの処理構成を概念的に示す図である。 第4実施形態における分散蓄電システムの処理構成の一例を概念的に示す図である。 第4実施形態における分散蓄電システムの処理構成の一例を概念的に示す図である。 第4実施形態における分散蓄電システムの処理構成の一例を概念的に示す図である。 第4実施形態における分散蓄電システムの処理構成の一例を概念的に示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
なお、以下の説明において、分散蓄電システム1の各構成要素は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。例えば制御部42は、任意のコンピュータのCPU、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納する各種記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェース等を中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。
[第1実施形態]
〔処理構成〕
図1は、第1実施形態における分散蓄電システム1の処理構成を概念的に示す図である。図1に示されるように、分散蓄電システム1は、メイン蓄電システム20、サブ蓄電システム22、及び制御部42を有する。メイン蓄電システム20、サブ蓄電システム22、メイン負荷30、及びサブ負荷32は、系統10に接続されている配電線12に対してそれぞれ並列に接続されている。
メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22の各々は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの充放電可能なメイン蓄電部204およびサブ蓄電部224をそれぞれ備えている。メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22は、配電線12を介して供給される電力を、図示しないAC(Alternating Current)−DC(Direct Current)コンバータやDC−DCコンバータ等の電力変換手段を用いて所定の充電電力に変換し、各々の蓄電部に蓄える。また、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22は、各々の蓄電部に蓄えた電力を、上述の図示しない電力変換手段を用いて所定の放電電力に変換し、配電線12を介して供給する。メイン蓄電システム20のメインシステム制御部202はメイン負荷30で必要な電力を管理しており、基本的には、メイン負荷30に対してメイン蓄電部204の電力を供給するように制御している。また、サブ蓄電システム22のサブシステム制御部222はサブ負荷32で必要な電力を管理しており、基本的には、サブ負荷32に対してサブ蓄電部224の電力を供給するように制御している。メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22は、各負荷(メイン負荷30およびサブ負荷32)でそれぞれ必要な電力を、例えば、図示しないCT(Current Transformer:変流器)などを用いて区別して認識することができる。例えば、CTを各負荷へ分岐する電線に設けることにより、各CTを介して計測される電流値から各負荷に供給される電流値が分かる。この電流値に別途得られる電圧値(電圧計により計測される値、あるいは、定格電圧値)を乗じることにより、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22は各々の負荷において必要な電力を認識することができる。
ここで、メイン負荷30は、例えば、テナントビル等の建物の共有部分に設置される負荷など(例えば、テナントビルの共用照明、エレベーター、またはネットワーク設備など)である。また、サブ負荷32は、例えば、当該建物のフロアや区画毎に設置される負荷など(例えば、各テナントスペースで利用される占有照明やOA機器など)である。但し、分散蓄電システム1の用途はこの例に限定されない。
制御部42は、メイン負荷30で必要な電力およびサブ負荷32で必要な電力を用いて、メイン蓄電システム20またはサブ蓄電システム22のうちのいずれか一方の蓄電システムの放電電力を制御する。以降の説明において、この一方の蓄電システムを「第1蓄電システム」、他方の蓄電システムを「第2蓄電システム」と表記する。また、以降の説明において、第1蓄電システムに対応する負荷を「第1負荷」と、第2蓄電システムに対応する負荷を「第2負荷」と表記する。具体的には、メイン蓄電システム20が第1蓄電システムとなる場合、メイン負荷30が「第1負荷」、サブ負荷32が「第2負荷」となる。一方、サブ蓄電システム22が第1蓄電システムとなる場合、サブ負荷32が「第1負荷」、メイン負荷30が「第2負荷」となる。
〔動作例〕
図2を用いて、本実施形態における分散蓄電システム1の動作例を説明する。図2は、第1実施形態における分散蓄電システム1の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、制御部42は、第1負荷で必要な電力および第2負荷でそれぞれ必要な電力を取得する(S102)。詳細には、制御部42は、メイン蓄電システム20からメイン負荷30で必要な電力を取得し、サブ蓄電システム22からサブ負荷32で必要な電力を取得する。次いで、制御部42は、S102で取得された各負荷で必要な電力の全てを、第1蓄電システムが賄えるか否かを判定する(S104)。具体的には、制御部42は、第1負荷で必要な電力および第2負荷で必要な電力の和と、第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値(例えば、定格出力電力など)とを比較して、必要な電力の全てを第1蓄電システムで賄えるか否かを判定する。第1負荷および第2負荷で必要な電力の和が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値以下である場合(S104:YES)、制御部42は、当該第1負荷および第2負荷で必要な電力の和を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S106)。一方、第1負荷および第2負荷で必要な電力の和が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値を超える場合(S104:NO)、制御部42は、当該上限値を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S108)。そして、制御部42は、S106またはS108で設定された放電電力に基づいて、第1蓄電システムの放電動作を制御する(S110)。制御部42は、各負荷で必要な電力を常時または所定の時間間隔で取得し、放電終了条件(例えば、第1蓄電システムに蓄えられた電力が枯渇する、または、第1負荷および第2負荷で電力の使用が終了する等)を満たすまで、上述の処理を繰り返す。なお、S108で不足する分の電力は、系統10が利用可能であれば、配電線12を介して系統10から供給できる。また、詳しくは他の実施形態で説明するが、制御部42は、第2蓄電システムが放電可能であれば、第2蓄電システムの電力を放電させてもよい。
このように、分散蓄電システム1は、各種データや状態などを計測または監視し、所定の条件が成立した場合に、必要な制御を実行する。
〔第1実施形態の作用と効果〕
以上、本実施形態では、第1蓄電システムの放電電力が、当該第1蓄電システムの負荷で必要な電力と第2蓄電システムの負荷で必要な電力とを用いて決定される。これにより、第1蓄電システムが第2蓄電システムの負荷で必要な電力も併せて供給するため、第1蓄電システムの放電量を増やす方向にベクトルを強め、より早く第1蓄電システムを放電させることができる。
また、上記で説明した分散蓄電システム1の動作は、例えば、何らかの理由により第2蓄電システムが放電不可能となった場合に実行され得る。例えば、第2蓄電システムは、充電動作の実行、蓄えた電力の枯渇、配線の不具合等の理由によって、放電不可能な状態となる。本実施形態の分散蓄電システム1は、このような場合に、上述の動作を実行する。
ここで、第2蓄電システムが充電動作に移行した場合、第1蓄電システム側から見れば、第2蓄電システムは負荷のように振る舞う。しかしながら、本実施形態において、第1蓄電システムの放電電力は、あくまで、第1負荷および第2負荷で必要な電力によって決定される。これにより、第1蓄電システムの放電電力は、第1負荷および第2負荷で必要な電力を超えることはない。即ち、理論上、第1蓄電システムの放電電力は第2蓄電システムの充電電力として用いられず、第2蓄電システムの充電電力は全て系統10から供給されていると見做すことができる。よって本実施形態の分散蓄電システム1によれば、一方の蓄電システムに一旦蓄えられた電力が他方の蓄電システムにおいて再度蓄えられることを防止できると言える。以上より、本実施形態によれば、各蓄電システムに蓄えられた電力を再度蓄電することによる余分な電力ロスの発生を抑制し、各蓄電システムに蓄えられた電力の利用効率の悪化を抑制する効果も見込める。
また、制御部42は、第1蓄電システムが放電している間、第2蓄電システムの充電動作を禁止する旨の信号を第2蓄電システムに対して送信するように構成されていてもよい。この構成によれば、第2蓄電システムは、制御部42からの信号に応じて自身の充電動作を止めることができる。すなわち、一方の蓄電システムに一旦蓄えられた電力が他方の蓄電システムにおいて再度蓄えられることをより精度よく防止できる。結果として上述したような、各蓄電システムに蓄えられた電力の利用効率の悪化を抑制する効果を精度よく得ることができる。
また、停電等により系統10から電力が供給されない場合においても、上述したように、制御部42は、第1蓄電システムが放電している間、第2蓄電システムの充電動作を禁止する旨の信号を送信する。例えば、系統10が停電した場合、制御部42は、第2蓄電システムに対して充電動作の制御信号を送信し、第2蓄電システムは、当該制御信号に応じて、AC−DCコンバータ等の電力変換手段を制御して、自身の充電動作を禁止する。また、制御部42は、配電線12の電圧変化を監視する等して、系統10が停電したか否かを判断できる。このようにすることで、停電時において、第1蓄電システムから放電された電力は、第2蓄電システムで再度充電されることなく、各負荷に対して供給される。従って、この場合も、上述したような各蓄電システムに蓄えられた電力の利用効率の悪化を抑制する効果が見込める。
また、本実施形態において、制御部42は、具体的には、図3または図4に示されるように備えられる。図3は、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22と通信可能に接続された制御装置40に制御部42を配置した場合の処理構成例を示す図である。また、図4は、メイン蓄電システム20またはサブ蓄電システム22に制御部42を配置した場合の処理構成例を示す図である。
図3の場合、まず、制御部42は、メイン負荷30で必要な電力およびサブ負荷32で必要な電力を、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22からそれぞれ取得する。そして、制御部42は、メイン負荷30で必要な電力およびサブ負荷32で必要な電力を用いて、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22のいずれか一方(第1蓄電システム)の放電電力を制御する信号を当該第1蓄電システムに出力する。本構成により、上述の第1実施形態の効果を得ることができる。
また、図4の場合、メインシステム制御部202およびサブシステム制御部222の少なくともいずれか一方が制御部42として機能する。図4(a)では、メインシステム制御部202が制御部42として機能する構成が例示されている。この場合、メインシステム制御部202がサブ蓄電システム22と通信して、サブ負荷32で必要な電力をサブ蓄電システム22から取得する。そして、メインシステム制御部202は、メイン蓄電システム20自身が管理しているメイン負荷30で必要な電力、および、取得されたサブ負荷32で必要な電力を用いて、メイン蓄電システム20(第1蓄電システム)の放電電力を制御する。一方、図4(b)では、サブシステム制御部222が制御部42として機能する構成例が例示されている。この場合、サブシステム制御部222がメイン蓄電システム20と通信して、メイン負荷30で必要な電力をメイン蓄電システム20から取得する。そして、サブシステム制御部222は、取得されたメイン負荷30で必要な電力、および、サブ蓄電システム22自身が管理しているサブ負荷32で必要な電力を用いて、サブ蓄電システム22(第1蓄電システム)の放電電力を制御する。これらの構成によっても、上述の第1実施形態の効果を得ることができる。また、メインシステム制御部202またはサブシステム制御部222のプログラムを変更するだけで本実施形態の分散蓄電システム1を容易に実現することができる。また、図示されていないが、図4(a)と図4(b)を合わせた構成として、メインシステム制御部202およびサブシステム制御部222の双方が制御部42として機能するように構成されていてもよい。
また、上記で説明した分散蓄電システム1の動作は、例えば、制御部42による各蓄電システムの監視結果や一方の蓄電システムからの要求などに応じて、第2蓄電システムが放電可能な場合にも実行され得る。制御部42は、例えば第2蓄電システムと通信して放電可否を示す情報(例えば第2蓄電システムの蓄電部の残容量など)を取得することによって、第2蓄電システムが放電可能か否かについて判断できる。
この場合、例えば、図5に示されるような処理が実行される。図5は、第2蓄電システムが放電可能な場合における追加処理の流れを示すフローチャートである。これらの追加処理はS108の処理に併せて実行される。
まず、制御部42は不足分の電力を算出する(S202)。具体的には、制御部42は、各負荷で必要な電力の和と、S108で設定された第1蓄電システムの上限値との差分を、不足分の電力として算出する。そして、制御部42は、第2蓄電システムが不足分の電力を賄えるか否かを判定する(S204)。具体的には、不足分の電力と、第2蓄電システムから出力可能な電力の上限値(例えば、定格出力電力など)とを比較して、不足分の電力を第2蓄電システムで賄えるか否かを判定する。図2に示される構成の場合、各蓄電システムの放電電力の上限値は、例えば、図示しない制御装置40の記憶部に保持されており、制御部42は当該記憶部を参照して対応する蓄電システムの放電電力の上限値を把握できる。また、図4に示される構成の場合、他方の蓄電システムの放電電力の上限値は、例えば、予め各蓄電システムに予め保持されているか、他方の蓄電システムと通信して取得することができる。不足分の電力が第2蓄電システムから出力可能な電力の上限値以下である場合(S204:YES)、制御部42は、当該不足分の電力を第2蓄電システムの放電電力として設定する(S206)。一方、不足分の電力の和が第2蓄電システムから出力可能な電力の上限値を超える場合(S204:NO)、制御部42は、当該上限値を第2蓄電システムの放電電力として設定する(S208)。そして、処理はS110に遷移し、制御部42は各蓄電システムの放電動作を制御する。なお、S208で不足する分の電力は、系統10が利用可能であれば、配電線12を介して系統10から供給される。このようにすることで、上述した第1実施形態の効果に加えて、系統10からの買電量を低減させる効果が見込める。
[第2実施形態]
〔処理構成〕
図6は、第2実施形態における分散蓄電システム1の処理構成を概念的に示す図である。図6に示されるように、本実施形態の分散蓄電システム1は、第1実施形態の構成に加えて、分散型電源14を更に有する。なお、本実施形態のメイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22は第1実施形態と同様であるため、本図ではその詳細な構成は省略している。
分散型電源14は、例えば、太陽光、風力、ガスなどを利用して発電する発電装置である。なお、分散型電源14はメイン蓄電システム20とサブ蓄電システム22との間に備えられていてもよい。また、図5において、複数の分散型電源14が備えられていてもよい。例えば、メイン蓄電システム20とサブ蓄電システム22との間に、他の分散型電源14が更に備えられていてもよい。
本実施形態の制御部42は、第1負荷で必要な電力および第2負荷で必要な電力の和と、分散型電源14から供給可能な電力との差分を用いて、第1蓄電システムの放電電力を決定する。言い換えると、本実施形態の制御部42は、分散型電源14から供給可能な電力を、第1蓄電システムから供給可能な電力よりも優先的に利用する。
〔動作例〕
図7を用いて、本実施形態における分散蓄電システム1の動作例を説明する。図7は、第2実施形態における分散蓄電システム1の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明では、第1実施形態と異なる処理について主に説明する。
制御部42は、S102で取得された各負荷で必要な電力の全てを、分散型電源14から供給可能な電力で賄えるか否かを判定する(S302)。具体的には、制御部42は、第1負荷で必要な電力および第2負荷で必要な電力の和と、分散型電源14の発電電力とを比較し、必要な電力の全てを分散型電源14から供給可能か否かを判定する。各負荷で必要な電力の和が分散型電源14の発電電力以下である場合(S302:YES)、各蓄電システムから電力を出力する必要がないため、制御部42は各蓄電システムを放電させない。一方、各負荷で必要な電力の和が分散型電源14の発電電力を超える場合(S302:NO)、制御部42は、不足分の電力(各負荷で必要な電力の和と分散型電源14の発電電力との差分)を算出する(S304)。そして、制御部42は、算出された不足分の電力を第1蓄電システムで賄えるか否かを判定する(S306)。具体的には、上記不足分の電力と第1蓄電システムの放電電力の上限値とを比較し、第1蓄電システムから不足分の電力が供給可能か否かを判定する。不足分の電力が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値以下である場合(S306:YES)、制御部42は、当該不足分の電力を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S308)。一方、不足分の電力が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値を超える場合(S306:NO)、制御部42は、当該上限値を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S310)。そして、制御部42は、S308またはS310で設定された放電電力に基づいて、第1蓄電システムを放電させる(S110)。
〔第2実施形態の作用と効果〕
以上、本実施形態では、分散型電源14から供給可能な電力が、第1蓄電システムから供給可能な電力よりも優先的に利用される。そして、第1負荷および第2負荷で必要な電力が分散型電源14から供給可能な電力を超過する場合に、第1実施形態で説明したように、第1蓄電システムの放電動作が制御される。これにより、系統10からの買電量を低減させつつ、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態の分散蓄電システム1は、第1実施形態で説明したように、第2蓄電システムが放電可能であれば当該第2蓄電システムから不足分の電力を賄うように構成されていてもよい。この場合、処理はS310から図5のS202に遷移する。
[第3実施形態]
〔処理構成〕
図8は、第3実施形態における分散蓄電システム1の処理構成を概念的に示すブロック図である。図8に示されるように、本実施形態の分散蓄電システム1は、無停電電源装置16を更に有する。なお、本実施形態のメイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22は第1実施形態と同様であるため、本図ではその詳細な構成は省略している。
無停電電源装置16は、上流側(系統10側)が停電した場合に、下流側に向けて電力を供給する。また、本実施形態の制御部42は、無停電電源装置16の放電時に、当該無停電電源装置16から供給される電力を更に用いて、第1蓄電システムの放電電力を決定する。
〔動作例〕
図9を用いて、本実施形態における分散蓄電システム1の動作例を説明する。図9は、第3実施形態における分散蓄電システム1の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明では、第1実施形態と異なる処理について主に説明する。また、以下に示される各処理は、無停電電源装置16より上流側が停電した場合に実行される。
制御部42は、S102で取得された各負荷で必要な電力の全てを、無停電電源装置16から供給可能な電力で賄えるか否かを判定する(S402)。具体的には、制御部42は、第1負荷で必要な電力および第2負荷で必要な電力の和と、無停電電源装置16から供給可能な電力の上限値(例えば、定格出力電力など)とを比較し、必要な電力の全てを無停電電源装置16から供給可能か否かを判定する。各負荷で必要な電力の和が無停電電源装置16から供給可能な電力の上限値以下である場合(S402:YES)、各蓄電システムから電力を出力する必要がないため、制御部42は各蓄電システムを放電させない。一方、各負荷で必要な電力の和が無停電電源装置16から供給可能な電力の上限値を超える場合(S402:NO)、制御部42は、不足分の電力(各負荷で必要な電力の和と無停電電源装置16から供給可能な電力との差分)を算出する(S404)。そして、制御部42は、算出された不足分の電力を第1蓄電システムで賄えるか否かを判定する(S406)。具体的には、上記不足分の電力と第1蓄電システムの放電電力の上限値とを比較し、第1蓄電システムから不足分の電力が供給可能か否かを判定する。不足分の電力が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値以下である場合(S406:YES)、制御部42は、当該不足分の電力を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S408)。一方、不足分の電力が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値を超える場合(S406:NO)、制御部42は、当該上限値を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S410)。そして、制御部42は、S408またはS410で設定された放電電力に基づいて、第1蓄電システムを放電させる(S110)。
〔第3実施形態の作用と効果〕
以上、本実施形態によっても、第1蓄電システムの放電量を増やす方向にベクトルを強めることができ、第1実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態の制御部42は、無停電電源装置16から電力を供給している間、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22のうち、下流側に位置する蓄電システム(図8の場合は両方)の充電動作を禁止するように構成されていてもよい。このようにすることで、無停電電源装置16に一旦蓄えられた電力を再度充電することによる余分な電力ロスの発生を抑制することができる。
また、本実施形態の分散蓄電システム1は、第1実施形態で説明したように、第2蓄電システムが放電可能であれば当該第2蓄電システムから不足分の電力を賄うように構成されていてもよい。この場合、処理はS410から図5のS202に遷移する。
また、本実施形態の分散蓄電システム1は図10に示されるような構成であってもよい。図10は、第3実施形態の変形例における分散蓄電システム1の処理構成を概念的に示す図である。図10では、無停電電源装置16はメイン蓄電システム20とサブ蓄電システム22との間に配置されている。
この場合、無停電電源装置16は、メイン蓄電システム20に蓄えられた電力が枯渇した場合に電力を供給する。またこの場合において、制御部42は、無停電電源装置16が放電している間はサブ蓄電システム22の充電動作を禁止する制御を実行するように構成されていてもよい。
[第4実施形態]
上述の各実施形態において、分散蓄電システム1はメイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22を複数含んでいてもよい。本実施形態では、メイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22が複数含まれている分散蓄電システム1について説明する。
〔処理構成〕
図11は、第4実施形態における分散蓄電システム1の処理構成の一例を概念的に示す図である。図11では、配電線12が点αにおいて分岐しており、各々の分岐にサブ蓄電システム22Aおよびサブ蓄電システム22Bがそれぞれ接続されている。図11において、サブ負荷32Aおよびサブ負荷32Bは、例えば各々の異なるテナントスペース等で利用される負荷であり、サブ蓄電システム22Aおよびサブ蓄電システム22Bは各々の負荷に対して各々のテナントスペースに配置される蓄電システムである。図示されていないが、図11の構成において、配電線12が点αにおいて3つ以上に分岐しており、各々の分岐にサブ蓄電システム22がそれぞれ接続されていてもよい。なお、本実施形態のメイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22の構成は第1実施形態と同様であるため、本図ではその詳細な構成は省略している。
また、本実施形態の分散蓄電システム1は図12に示すような構成を有していてもよい。図12は、第4実施形態における分散蓄電システム1の処理構成の一例を概念的に示す図である。図12では、メイン蓄電システム20、サブ蓄電システム22A、およびサブ蓄電システム22Bが、配電線12に対してそれぞれ互いに並列に接続されている。図12において、サブ負荷32Aおよびサブ負荷32は、例えば同一テナントスペース等で利用される負荷であり、サブ蓄電システム22Bは、サブ蓄電システム22Aの補助として備えられる蓄電システムである。図示されていないが、図12に示される分散蓄電システム1において、3以上のサブ蓄電システム22が配電線12に対して並列に接続されていてもよい。なお、本実施形態のメイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22の構成は第1実施形態と同様であるため、本図ではその詳細な構成は省略している。
また、本実施形態の分散蓄電システム1は、図11および図12を複合した構成として、図13に示すような、所謂ツリー型のトポロジを有していてもよい。図13は、第4実施形態における分散蓄電システム1の処理構成の一例を概念的に示す図である。図13では、系統10を上流側として、サブ蓄電システム22Aの下流側の点αにおいて配電線12が分岐しており、各々の分岐にサブ蓄電システム22Bおよびサブ蓄電システム22Cがそれぞれ接続されている。図示されていないが、図13の構成において、3つ以上の分岐を有し、各々の分岐にサブ蓄電システム22がそれぞれ接続されていてもよい。また、図13の構成において、点α以外の位置で更なる分岐を有し、当該分岐に更なるサブ蓄電システム22が接続されていてもよい。なお、本実施形態のメイン蓄電システム20およびサブ蓄電システム22の構成は第1実施形態と同様であるため、本図ではその詳細な構成は省略している。
また、本実施形態の分散蓄電システム1は、図14に示されるように、図13のツリー型のトポロジを並列に複数有していてもよい。図14は、第4実施形態における分散蓄電システム1の処理構成の一例を概念的に示す図である。図14の例では、メイン蓄電システム20Aおよびメイン蓄電システム20Bをそれぞれ頂点とする、2つのツリー型のトポロジが形成されている。但し、図14の例の構成に限らず、3つ以上のメイン蓄電システム20が配電線12に接続されており、3つ以上のツリー型トポロジが形成されていてもよい。また、各ツリー型トポロジにおいて3つ以上の分岐を有し、各分岐に対してサブ蓄電システム22がそれぞれ接続されていてもよい。
また、図11乃至図14において、制御装置40がなく、各蓄電システム間でネットワークが構築されており、少なくとも何れか1つの蓄電システムの制御部が上述の制御部42として機能するように構成されていてもよい。
〔動作例〕
図11乃至図14に示されるような本実施形態の分散蓄電システム1は、図2を用いて説明したように動作する。
例えば、図11において、メイン蓄電システム20が第1蓄電システムとして機能する場合、次のような処理が実行される。まず制御部42は、メイン蓄電システム20、サブ蓄電システム22A、およびサブ蓄電システム22Bから、メイン負荷30、サブ負荷32A、およびサブ負荷32Bで必要な電力をそれぞれ取得する(S102)。この例では、メイン負荷30が第1負荷、サブ負荷32Aおよびサブ負荷32Bが第2負荷となる。次いで、制御部42は、第1負荷で必要な電力および第2負荷で必要な電力の和と、第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値(例えば、定格出力電力など)とを比較して、必要な電力の全てを第1蓄電システムで賄えるか否かを判定する(S104)。第1負荷および第2負荷で必要な電力の和が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値以下である場合(S104:YES)、制御部42は、当該第1負荷および第2負荷で必要な電力の和を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S106)。一方、第1負荷および第2負荷で必要な電力の和が第1蓄電システムから出力可能な電力の上限値を超える場合(S104:NO)、制御部42は、当該上限値を第1蓄電システムの放電電力として設定する(S108)。そして、制御部42は、S106またはS108で設定された放電電力に基づいて、第1蓄電システムの放電動作を制御する(S110)。制御部42は、各負荷で必要な電力を常時または所定の時間間隔で取得し、放電終了条件(例えば、第1蓄電システムに蓄えられた電力が枯渇する、または、第1負荷および第2負荷で電力の使用が終了する等)を満たすまで、上述の処理を繰り返す。なお、S108で不足する分の電力は、系統10が利用可能であれば、配電線12を介して系統10から供給できる。
また、S108で不足する分の電力に関して、制御部42は、いずれかの第2蓄電システムが放電可能であれば、図5に示されるように、放電可能な第2蓄電システムから不足分の電力を放電させてもよい。この場合は、次のような処理が実行される。まず、制御部42は、S102で取得した各負荷で必要な電力の和から、第1蓄電システムの放電電力の上限値を差し引いた分を、不足分の電力として算出する(S202)。そして、制御部42は、放電可能な各第2蓄電システムを用いて不足分の電力を賄えるか否かを判定する(S204)。本例において、制御部42は、第1蓄電システムで不足した電力を、放電可能な各第2蓄電システムにどのように振り分けるかを決定し、各々に振り分けられた電力を各々の第2蓄電システムが賄うことができるか否かを判定する。制御部42は、放電可能な第2蓄電システムの各々に対して不足分の電力を均等に振り分けてもよいし、各蓄電システムに予め設定された放電の優先順位に基づいて、当該優先順位の高い第2蓄電システムから順に不足分の電力を振り分けてもよい。後者では、制御部42は、優先度の最も高い第2蓄電システムで不足分の電力が賄いきれない場合、次に優先度の高い第2蓄電システムの放電電力を上記賄いきれない分の電力に基づいて決定する、という処理を繰り返す。放電の優先順位は、例えば各蓄電システムに対して予め固定で設定されていてもよいし、各蓄電システムの残容量等に応じて動的に変化させてもよい。各第2蓄電システムに関して、制御部42は、振り分けられた放電電力を賄える第2蓄電システムに関しては(S204:YES)、当該振り分けられた放電電力を当該第2蓄電システムの放電電力として設定する(S206)。一方、振り分けられた放電電力を賄えない第2蓄電システムに関しては(S204:NO)、制御部42は、第2蓄電システムの放電電力の上限値を当該第2蓄電システムの放電電力として設定する(S208)。なお、S208で不足する分の電力は、系統10が利用可能であれば、配電線12を介して系統10から供給される。
図12の例では、メイン蓄電システム20を第1蓄電システムとした場合、第2蓄電システムの優先順位に関して、サブ蓄電システム22Aの優先順位がサブ蓄電システム22Bよりも高くなる。具体的には、メイン負荷30、サブ負荷32A、およびサブ負荷32Bの全てで必要な電力を第1蓄電システムで賄いきれない場合、制御部42は、不足分の電力をサブ蓄電システム22Aから出力させる。サブ蓄電システム22Aを用いても必要な電力を賄いきれない場合、制御部42は、残りの不足分の電力をサブ蓄電システム22Bから出力させる。
図13の処理の流れは、図11の処理と図12の処理の組み合わせとなる。例えば図13において、メイン蓄電システム20が第1蓄電システムとして動作しており、各負荷で必要な電力を第1蓄電システムで賄いきれない場合、制御部42は、まず、サブ蓄電システム22Aまたはサブ蓄電システム22Bから不足分の電力を出力させる。この場合、制御部42は、サブ蓄電システム22Aおよびサブ蓄電システム22Cの各々に対して放電電力を均等に振り分けてもよいし、各蓄電システムに予め設定された放電の優先順位に基づいて、当該優先順位の高い方から順に放電電力を振り分けてもよい。そして、サブ蓄電システム22Aを用いても賄いきれない分の電力がある場合、制御部42は、当該賄いきれない分の電力をサブ蓄電システム22Bから出力させる。また、サブ蓄電システム22Cを用いても賄いきれない分の電力がある場合、制御部42は、当該賄いきれない分の電力をサブ蓄電システム22Dから出力させる。
また、図14の例では、例えば、メイン蓄電システム20Aが接続される分岐およびメイン蓄電システム20Bが接続される分岐のそれぞれで、上述の図13における処理が独立して実行される。
図11乃至図14に示される分散蓄電システム1において、系統10が停電した際は、上流側の電源から順に系統として役割を果たすことになる。例えば、図13において、系統10が停電した場合は、まずメイン蓄電システム20が系統として機能する。ここで、メイン蓄電システム20で必要な電力が賄いきれない場合、制御部42は、サブ蓄電システム22Aまたはサブ蓄電システム22Cから不足分の電力を出力させる。制御部42は、例えば、サブ蓄電システム22Aおよびサブ蓄電システム22Cの各々に対して不足分の電力を均等に放電させてもよいし、各蓄電システムに予め設定された放電の優先順位に基づいて、優先順位の高い蓄電システムから順に放電させてもよい。なお、メイン蓄電システム20の電力が枯渇した場合には、サブ蓄電システム22Aおよびサブ蓄電システム22Cが、それぞれのラインにおける系統として機能する。この場合、サブ蓄電システム22Aのラインとサブ蓄電システム22Cのラインとは、それぞれ独立して動作することになる。すなわち、サブ蓄電システム22Aを起点として下流側に位置する各蓄電システムと、サブ蓄電システム22Cを起点として下流側に位置する各蓄電システムのそれぞれにおいて、図2または図5に示される処理が実行される。
また、図示していないが、図11乃至図14に示される分散蓄電システム1は、第2実施形態または第3実施形態の構成(分散型電源14または無停電電源装置16)を更に有していてもよい。この場合、分散蓄電システム1は、図7または図9を用いて説明したように動作する。詳細には、分散型電源14や無停電電源装置16から供給可能な電力で賄いきれない分の電力がある場合、当該賄いきれない分の電力に対して、上述した本実施形態の処理が実行される。
以上、本実施形態によっても、上述した各実施形態の効果を得ることができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
また、上述の説明で用いた複数のフローチャートでは、複数の工程(処理)が順番に記載されているが、各実施形態で実行される工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。各実施形態では、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。また、上述の各実施形態は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、各フローチャートによって示される各実施形態の動作は短い間隔で繰り返し実行される。
以下、参考形態の例を付記する。
1.
系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1蓄電システムおよび第2蓄電システムと、
前記第1蓄電システムおよび前記第2蓄電システムから電力を供給する複数の負荷で必要な電力を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を制御する制御手段と、
を備える分散蓄電システム。
2.
前記複数の負荷は第1負荷と第2負荷とを含み、
前記第1蓄電システムは前記第1負荷に対して設けられ、前記第2蓄電システムは前記第2負荷に対して設けられる、
1.に記載の分散蓄電システム。
3.
前記制御手段は、
前記第2蓄電システムを充電しているときに、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力を用いて前記第1蓄電システムの放電電力を制御する、
2.に記載の分散蓄電システム。
4.
前記制御手段は、
前記第1蓄電システム及び前記第2蓄電システムのそれぞれと通信可能に接続された制御装置に備えられており、
前記第1蓄電システムの放電電力を制御する信号を前記第1蓄電システムに出力する、
2.または3.に記載の分散蓄電システム。
5.
前記制御手段は前記第1蓄電システムに備えられている、
2.または3.に記載の分散蓄電システム。
6.
分散型電源を更に備え、
前記制御手段は、
前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和と、前記分散型電源から供給可能な電力との差分を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を決定する、
2.から5.のいずれか1つに記載の分散蓄電システム。
7.
前記制御手段は、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和と、前記第1蓄電システムの放電電力の上限値とを用いて、前記第2蓄電システムの放電電力を決定する、
2.から6.のいずれか1つに記載の分散蓄電システム。
8.
前記配電線に接続されており、前記系統を上流側として、上流側の電源が停電した場合に下流側に電力を供給する無停電電源装置を更に備え、
前記制御手段は、
前記無停電電源装置の放電時に、前記無停電電源装置から供給される電力を更に用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を決定する、
2.から7.のいずれか1つに記載の分散蓄電システム。
9.
前記制御手段は、
前記無停電電源装置が放電している場合、前記第1蓄電システムまたは前記第2蓄電システムのうち、前記無停電電源装置より下流側に位置する蓄電システムの充電動作を禁止する、
8.に記載の分散蓄電システム。
10.
前記制御手段は、前記第1蓄電システムが放電している間、前記第2蓄電システムの充電動作を禁止する旨の信号を送信する、
1.または2.に記載の分散蓄電システム。
11.
系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1蓄電システムおよび第2蓄電システムの電力を制御する電力制御方法であって、
コンピュータが、
前記第1蓄電システムおよび前記第2蓄電システムから電力を供給する複数の負荷で必要な電力を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を制御する、
ことを含む電力制御方法。
12.
前記複数の負荷は第1負荷と第2負荷とを含み、
前記第1蓄電システムは前記第1負荷に対して設けられ、前記第2蓄電システムは前記第2負荷に対して設けられる、
11.に記載の電力制御方法。
13.
前記コンピュータが、
前記第2蓄電システムを充電しているときに、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力を用いて前記第1蓄電システムの放電電力を制御する、
ことを更に含む12.に記載の電力制御方法。
14.
前記コンピュータは、
前記第1蓄電システム及び前記第2蓄電システムのそれぞれと通信可能に接続された制御装置であり、
前記制御装置が、
前記第1蓄電システムの放電電力を制御する信号を前記第1蓄電システムに出力する、
ことを更に含む12.または13.に記載の電力制御方法。
15.
前記コンピュータは前記第1蓄電システムに備えられている、
ことを更に含む12.または13.に記載の電力制御方法。
16.
分散型電源が更に備えられており、
前記コンピュータが、
前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和と、前記分散型電源から供給可能な電力との差分を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を決定する、
ことを更に含む12.から15.のいずれか1つに記載の電力制御方法。
17.
前記コンピュータが、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和と、前記第1蓄電システムの放電電力の上限値とを用いて、前記第2蓄電システムの放電電力を決定する、
ことを更に含む12.から16.のいずれか1つに記載の電力制御方法。
18.
前記配電線に接続されており、前記系統を上流側として、上流側の電源が停電した場合に下流側に電力を供給する無停電電源装置が更に備えられており、
前記コンピュータが、
前記無停電電源装置の放電時に、前記無停電電源装置から供給される電力を更に用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を決定する、
ことを更に含む12.から17.のいずれか1つに記載の電力制御方法。
19.
前記コンピュータが、
前記無停電電源装置が放電している場合、前記第1蓄電システムまたは前記第2蓄電システムのうち、前記無停電電源装置より下流側に位置する蓄電システムの充電動作を禁止する、
ことを更に含む18.に記載の電力制御方法。
20.
前記コンピュータが、
前記第1蓄電システムが放電している間、前記第2蓄電システムの充電動作を禁止する旨の信号を送信する、
ことを含む11.または12.に記載の電力制御方法。
21.
系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1蓄電システムおよび第2蓄電システムの電力を制御する電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記第1蓄電システムおよび前記第2蓄電システムから電力を供給する複数の負荷で必要な電力を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を制御する制御手段、
として機能させるためのプログラム。
22.
前記複数の負荷は第1負荷と第2負荷とを含み、
前記第1蓄電システムは前記第1負荷に対して設けられ、前記第2蓄電システムは前記第2負荷に対して設けられており、
前記制御手段は、
前記第1負荷と前記第2負荷で必要な電力を用いる、
ことを含む21.に記載のプログラム。
23.
前記制御手段は、
前記第2蓄電システムを充電しているときに、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力を用いて前記第1蓄電システムの放電電力を制御する、
ことを更に含む22.に記載のプログラム。
24.
前記第1蓄電システム及び前記第2蓄電システムのそれぞれと通信可能に接続された制御装置を、
前記制御手段と、
前記第1蓄電システムの放電電力を制御する信号を前記第1蓄電システムに出力する手段、
として更に機能させる22.または23.に記載のプログラム。
25.
前記第1蓄電システムに備えられているコンピュータを前記制御手段として機能させるための22.または23.に記載のプログラム。
26.
分散型電源が更に備えられており、
前記制御手段は、
前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和と、前記分散型電源から供給可能な電力との差分を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を決定する、
ことを更に含む22.から25.のいずれか1つに記載のプログラム。
27.
前記制御手段は、前記複数の負荷で必要な電力の和と、前記第1蓄電システムの放電電力の上限値とを用いて、前記第2蓄電システムの放電電力を決定する、
ことを更に含む22.から26.のいずれか1つに記載のプログラム。
28.
前記配電線に接続されており、前記系統を上流側として、上流側の電源が停電した場合に下流側に電力を供給する無停電電源装置が更に備えられており、
前記制御手段は、
前記無停電電源装置の放電時に、前記無停電電源装置から供給される電力を更に用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を決定する、
ことを更に含む22.から27.のいずれか1つに記載のプログラム。
29.
前記制御手段は、
前記無停電電源装置が放電している場合、前記第1蓄電システムまたは前記第2蓄電システムのうち、前記無停電電源装置より下流側に位置する蓄電システムの充電動作を禁止する、
ことを更に含む28.に記載のプログラム。
30.
前記制御手段は、前記第1蓄電システムが放電している間、前記第2蓄電システムの充電動作を禁止する旨の信号を送信する、
ことを含む21.または22.に記載のプログラム。
この出願は、2014年10月23日に出願された日本出願特願2014−216258号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (7)

  1. 系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1蓄電システムおよび第2蓄電システムと、
    前記第1蓄電システムおよび前記第2蓄電システムから放電電力を供給する複数の負荷で必要な電力を用いて、前記第1蓄電システムの放電電力を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記複数の負荷は第1負荷と第2負荷とを含み、
    前記第1蓄電システムは前記第1負荷に対して設けられ、前記第2蓄電システムは前記第2負荷に対して設けられ、
    前記制御手段は、
    前記第2蓄電システムの充電動作中に、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和を超えず、前記第1蓄電システムの放電電力が前記第2蓄電システムに供給されないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御し、前記第2蓄電システムの充電電力を全て前記系統から供給する、
    分散蓄電システム。
  2. 前記制御手段は、
    前記第1蓄電システム及び前記第2蓄電システムのそれぞれと通信可能に接続された制御装置に備えられており、
    前記第1蓄電システムの放電電力を制御する信号を前記第1蓄電システムに出力する、
    請求項1に記載の分散蓄電システム。
  3. 前記制御手段は前記第1蓄電システムに備えられている、
    請求項1に記載の分散蓄電システム。
  4. 分散型電源を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和と、前記分散型電源から供給可能な電力との差分を超えないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の分散蓄電システム。
  5. 前記制御手段は、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和が、前記第1蓄電システムの放電電力の上限値を超える場合、前記上限値を前記第1蓄電システムの放電電力として決定する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の分散蓄電システム。
  6. 系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1負荷に対して設けられた第1蓄電システムおよび第2負荷に対して設けられた第2蓄電システムの電力を制御する電力制御方法であって、
    コンピュータが、
    前記第2蓄電システムの充電動作中に、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和を超えず、前記第1蓄電システムの放電電力が前記第2蓄電システムに供給されないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御し、前記第2蓄電システムの充電電力を全て前記系統から供給する、
    ことを含む電力制御方法。
  7. 系統に接続されている配電線に対して並列に接続されている、第1負荷に対して設けられた第1蓄電システムおよび第2負荷に対して設けられた第2蓄電システムの電力を制御する電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    第2蓄電システムの充電動作中に、前記第1負荷で必要な電力および前記第2負荷で必要な電力の和を超えず、前記第1蓄電システムの放電電力が前記第2蓄電システムに供給されないように、前記第1蓄電システムの放電電力の大きさを制御し、前記第2蓄電システムの充電電力を全て前記系統から供給する制御手段、
    として機能させるためのプログラム。
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